(57)【要約】【課題】  酸性吐出物の不要分を安全かつ経済的に回収する回収手段とを備える吐出装置、不要分の酸性吐出物を安全かつ経済的に回収する方法、前記吐出装置を用いて形成される燃料電池、該燃料電池を電力供給源として備える電子機器及び自動車を提供する。【解決手段】  吐出物を吐出ヘッドにより吐出する吐出手段と、該吐出物の不要分を回収する回収手段とを備える吐出装置であって、前記回収手段が、酸性吐出物を前記吐出手段により吐出した後、前記不要分の酸性吐出物に所定量の塩基を添加するものである吐出装置、この吐出装置を用いる酸性吐出物の回収方法、電解質膜及び電解質膜を挟んで対峙して形成された第１及び第２の反応層を有する燃料電池であって、前記反応層の少なくとも一つが、本発明の吐出装置を用いて形成されたものである燃料電池、この燃料電池を電力供給源として備える電子機器及び自動車。【選択図】  なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出物を吐出ヘッドにより吐出する吐出手段と、該吐出物の不要分を回収する回収手段とを備える吐出装置であって、前記回収手段が、酸性吐出物を前記吐出手段により吐出した後、不要分の酸性吐出物を前記回収手段により回収するに際し、前記不要分の酸性吐出物に所定量の塩基を添加するものであることを特徴とする吐出装置。
【請求項２】
前記回収手段が、酸性吐出物を吐出後に吐出ヘッドに残存した酸性吐出物を吸引ポンプによって吸引し、回収タンクに導くものであり、前記吐出ヘッドに残存した酸性吐出物を吸引ポンプによって吸引し、回収タンクに導く流路の途中で所定量の塩基と混合するものであることを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
【請求項３】
前記回収手段が、吐出ヘッドからフラッシング吐出によって排出された酸性吐出物を吸引し、回収タンクに導くものであり、前記吐出ヘッドからフラッシング吐出によって排出された酸性吐出物を吸引し、回収タンクに導く流路の途中で所定量の塩基と混合するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の吐出装置。
【請求項４】
前記回収手段が、装置内の空気を吸引排気することにより、吐出の際に発生したミスト状の酸性吐出物を装置内の空気とともに回収して回収タンクに導くものであり、吐出の際に発生したミスト状の酸性吐出物を装置内の空気とともに回収して回収タンクに導く途中で、前記ミスト状の酸性吐出物に塩基溶液を噴霧するものであることを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
【請求項５】
前記酸性吐出物が、白金族元素の化合物を含有するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の吐出装置。
【請求項６】
前記酸性吐出物が、塩化白金酸を含有するものであることを特徴とする請求項５に記載の吐出装置。
【請求項７】
前記塩基として、アンモニア又は有機塩基を用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の吐出装置。
【請求項８】
吐出物を吐出ヘッドにより吐出する吐出手段と、該吐出物の不要分を回収する回収手段とを備える吐出装置を用いて、酸性吐出物を前記吐出手段により吐出した後、不要分の酸性吐出物を回収する方法であって、該不要分の酸性吐出物を前記回収手段により回収するに際し、前記不要分の酸性吐出物に塩基の所定量を添加することを特徴とする不要分の吐出物回収方法。
【請求項９】
電解質膜及び電解質膜を挟んで対峙して形成された第１の反応層と第２の反応層とを有する燃料電池であって、前記反応層の少なくとも一つが、請求項１〜７のいずれかに記載の吐出装置を用いて形成されたものであることを特徴とする燃料電池。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項９に記載の燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出手段と、酸性吐出物の不要分を回収する回収手段とを備える吐出装置、不要分の酸性吐出物を回収する方法、前記吐出装置を用いて形成された反応層を有する燃料電池、並びに該燃料電池を電力供給源として備える電子機器及び自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、酸素又は空気等の酸化性ガスと水素やメタン等の還元性ガス（燃料ガス）とを原料ガスとして、化学エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、電気自動車用の電池や電力貯蔵用の電池等として開発が進められている。このような燃料電池は環境汚染の少ないクリーンエネルギー源となることから近年注目を集めており、より効率のよい製造方法の研究が行われている。
【０００３】
従来、燃料電池は、半導体プロセス等において利用されている微細加工技術を基本とするＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて製造されていた。例えば、まず、ＭＥＭＳによりシリコン等の基板の表面に微細なガス流路を形成する。次に、ガス流路が形成された基板上に導電層及びカーボンによる電極等を形成する。そして、予め形成しておいた電解質膜を電極等が形成された２枚の基板で挟み込んで圧着することにより製造されている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００４】
また、燃料電池においては、反応を促す触媒として白金が用いられる場合が多い。この触媒を備えた反応層は、基板と電解質膜との間に形成されており、この触媒の塗布はスプレーにより行われている（特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、半導体プロセスにおいて用いられる機器は高価なものが多く、ＭＥＭＳのように半導体プロセスにおける技術を用いて燃料電池を製造する場合、製造コストが高くなる。また、スプレーにより触媒を塗布した場合、触媒が拡散する可能性があり、不必要に触媒を塗布してしまう場合がある。そのため、例えば、白金等の高価な触媒を用いる場合には、不必要に触媒の使用量が増加してしまい、燃料電池の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
【非特許文献１】Ｓａｎｇ‐Ｊｏｏｎ  Ｊ  Ｌｅｅ，Ｓｕｋ  Ｗｏｎ  Ｃｈａ，Ａｍｙ  Ｃｈｉｎｇ−Ｃｈｉｅｎ，Ｏ｀Ｈａｙｒｅ  ａｎｄ  Ｆｒｉｔｚ  Ｂ．ＰｒｉｎｚＦａｃｔｒｉｃａｌ，Ｄｅｓｉｇｎ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｆｌｏｗ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，Ｔｈｅ  ２００ｔｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｏｃｉｅｔｙ，Ａｂｓｔｒａｃｔ  Ｎｏ．４５２（２００１）
【非特許文献２】Ａｍｙ  Ｃｈｉｎｇ−Ｃｈｉｅｎ，Ｓｕｋ  Ｗｏｎ  Ｃｈａ，Ｓａｎｇ‐Ｊｏｏｎ  Ｊ  Ｌｅｅ，Ｏ｀Ｈａｙｒｅ  ａｎｄ  Ｆｒｉｔｚ  Ｂ．ＰｒｉｎｚＰｌａｎｅｒ，Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｕｔｉｐｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｏｌｙｔｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｍｉｃｒｏ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，Ｔｈｅ  ２００ｔｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｏｃｉｅｔｙ，Ａｂｓｔｒａｃｔ  Ｎｏ．４５３（２００１）
【特許文献１】特開２００２−２９８８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、かかる従来技術の問題を解決すべく、より低コストで、効率よく燃料電池を製造することができる燃料電池の製造方法について鋭意検討し、燃料電池の製造方法として、吐出装置を用いる方法を案出した。
【０００８】
しかしながら、燃料電池の製造プロセスの中でも、特に吐出装置を用いて反応層を形成する場合には、腐蝕性の強い塩化白金酸を用いるため、吐出装置の寿命を低下させ、作業環境を悪化させ、装置外に排気されれば環境を害する等の新たな問題が生じた。
【０００９】
そこで、本発明は、吐出手段と、酸性吐出物の不要分を安全かつ経済的に回収する回収手段とを備える吐出装置、不要分の酸性吐出物を安全かつ経済的に回収する方法、前記吐出装置を用いて形成された反応層を有する燃料電池、並びに該燃料電池を電力供給源として備える電子機器及び自動車を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討したところ、吐出装置を用いて酸性吐出物を吐出した後、不要分の酸性吐出物を回収するに際し、塩基の水溶液で中和してから回収タンクに導けば、吐出装置が腐蝕するのを防止でき、作業環境を悪化させることもなく、装置外の環境を害することもなくなることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
かくして本発明の第１によれば、吐出物を吐出ヘッドにより吐出する吐出手段と、該吐出物の不要分を回収する回収手段とを備える吐出装置であって、前記回収手段が、酸性吐出物を前記吐出手段により吐出した後、不要分の酸性吐出物を前記回収手段により回収するに際し、前記不要分の酸性吐出物に所定量の塩基を添加するものであることを特徴とする吐出装置が提供される。
【００１２】
本発明の吐出装置においては、前記回収手段が、
（ｉ）酸性吐出物を吐出後に吐出ヘッドに残存した酸性吐出物を吸引ポンプによって吸引し、回収タンクに導くものであり、前記吐出ヘッドに残存した酸性吐出物を吸引ポンプによって吸引し、回収タンクに導く流路の途中で所定量の塩基と混合するもの、
（ｉｉ）吐出ヘッドからフラッシング吐出によって排出された酸性吐出物を吸引し、回収タンクに導くものであり、前記吐出ヘッドからフラッシング吐出によって排出された酸性吐出物を吸引し、回収タンクに導く流路の途中で所定量の塩基と混合するもの、及び／又は、（ｉｉｉ）装置内の空気を吸引排気することにより、吐出の際に発生したミスト状の酸性吐出物を装置内の空気とともに回収して回収タンクに導くものであり、吐出の際に発生したミスト状の酸性吐出物を装置内の空気とともに回収して回収タンクに導く途中で、前記ミスト状の酸性吐出物に塩基溶液を噴霧するもの、であるのがより好ましい。
【００１３】
本発明の吐出装置においては、前記酸性吐出物が、白金族元素の化合物を含有するものであるのが好ましく、塩化白金酸を含有するものであるのがより好ましい。
本発明の吐出装置においては、前記塩基として、アンモニア又は有機塩基を用いるのが好ましい。
【００１４】
本発明の第２によれば、吐出物を吐出ヘッドにより吐出する吐出手段と、該吐出物の不要分を回収する回収手段とを備える吐出装置を用いて、酸性吐出物を前記吐出手段により吐出した後、不要分の酸性吐出物を回収する方法であって、該不要分の酸性吐出物を前記回収手段により回収するに際し、前記不要分の酸性吐出物に塩基の所定量を添加することを特徴とする不要分の吐出物回収方法が提供される。
【００１５】
本発明の第３によれば、電解質膜及び電解質膜を挟んで対峙して形成された第１の反応層と第２の反応層とを有する燃料電池であって、前記反応層の少なくとも一つが、本発明の吐出装置を用いて形成されたものであることを特徴とする燃料電池が提供される。
【００１６】
本発明の第４によれば、本発明の燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする電子機器が提供される。
本発明の第５によれば、本発明の燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする自動車が提供される。
【００１７】
本発明の吐出装置及び回収方法によれば、腐蝕性の高い酸性吐出物を吐出する作業を行っても、不要分の吐出物が装置内部を傷めたり、装置外に排気されて環境を害することがない。
本発明の吐出装置及び回収方法によれば、吐出溶液中の白金等の貴金属を回収し再利用することが容易であるため、製造コストを削減することができる。
本発明の吐出装置及び回収方法によれば、低コストで安全に燃料電池を製造することができる。
本発明の電子機器及び自動車は、低コストで安全に製造することができる本発明の燃料電池を用いて製造することができる。
本発明によれば、地球環境にやさしいクリーンエネルギーを電力供給源として備える電子機器及び自動車を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を、１）吐出装置、２）回収方法、３）燃料電池、４）電子機器及び自動車に項分けして詳細に説明する。
【００１９】
１）吐出装置
本発明の吐出装置は、吐出物を吐出ヘッドにより吐出する吐出手段と、該吐出物の不要分を回収する回収手段とを備える吐出装置であって、前記回収手段が、酸性吐出物を前記吐出手段により塗布した後、不要分の酸性吐出物を前記回収手段により回収するに際し、前記不要分の酸性吐出物に塩基の所定量を添加するものである。
【００２０】
前記酸性吐出物としては、回収手段の構成部材に対して腐蝕性を有するもの、例えば、白金族元素の化合物を含有するものが挙げられる。白金族元素の化合物としては、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、オスミウム、白金又はこれらの２種以上からなる合金からなる群から選ばれる１種又は２種以上の金属の金属塩や金属錯体等が挙げられる。白金族元素の化合物の具体例としては、白金族元素のハロゲン酸が好ましく、塩化白金酸（Ｈ２ＰｔＣｌ６）が特に好ましい。白金族元素のハロゲン酸、例えば、塩化白金酸は、白金を王水に溶解して得られる。
【００２１】
本発明の吐出装置は、酸性吐出物を吐出手段により吐出した後、不要分の酸性吐出物に所定量の塩基を添加して回収する回収手段を有する。
【００２２】
前記吐出手段としては、吐出物を吐出ヘッドによりインクジェット方式により吐出するものであればよく、例えば、加熱発泡により気泡を発生し、液滴の吐出を行うサーマル方式の吐出手段、ピエゾ素子を利用する圧縮により、液滴の吐出を行なうピエゾ方式の吐出手段等が挙げられる。
【００２３】
酸性吐出物を前記吐出手段により吐出した場合、不要分の酸性吐出物が発生する場合としては、次の場合が挙げられる。
（ａ）吐出を終了したことにより吐出ヘッド内には吐出されなかった吐出物が残留する。
（ｂ）吐出対象物に吐出物を吐出する前後に、吐出ヘッドのノズルの状態を整えるため等に、定期的に吐出物の試しうち（フラッシング吐出、又は捨て吐出と呼ばれる。以下、「フラッシング吐出」という。）がなされる。このフラッシング吐出は、吐出ヘッドの下に配置される受け皿の役目を有するフラッシング領域に向けて行われる。フラッシング領域には、不要の吐出物が蓄積する。
（ｃ）吐出対象物に吐出物を吐出・塗布した際、又はフラッシング吐出した際には、吐出物の一部が微小なミストとなって装置内を漂う。
【００２４】
これらの不要分の酸性吐出物の多くは腐蝕性を有するため、放置すると装置部材と接触して該部材を腐蝕し、装置を傷めるおそれがある。また、不要分の吐出物が装置等を腐蝕して生じる腐蝕物が吐出物や吐出対象物に混入するおそれがある。
【００２５】
本発明の吐出装置が有する回収手段としては、不要分の酸性吐出物に所定量の塩基を添加して回収するものであれば、特に制限されないが、具体的には、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の回収手段が挙げられる。
【００２６】
（ｉ）吐出ヘッドに残存した酸性吐出物を吸引ポンプによって吸引し、回収タンクに導く流路の途中で所定量の塩基溶液と混合して不要分の酸性吐出物を回収する回収手段。
（ｉｉ）吐出前後にフラッシング吐出によってフラッシング領域に排出された酸性吐出物を、（ｉ）と同様に吸引ポンプによって吸引し、回収タンクに導く流路の途中で所定量の塩基溶液と混合して不要分の酸性吐出物を回収する回収手段。
（ｉｉｉ）吐出装置内の空気を吸引排気することにより、発生したミスト状の酸性吐出物を装置内の空気とともに回収して回収タンクに導く途中で、前記ミスト状の酸性吐出物に塩基溶液を噴霧して混合し、不要分の酸性吐出物を回収する回収手段。
【００２７】
本発明の吐出装置は、前記回収手段（ｉ）〜（ｉｉｉ）のうち少なくとも一つを備えるものであるのが好ましく、回収手段（ｉ）〜（ｉｉｉ）の全てを備えるものが特に好ましい。
【００２８】
用いる塩基としては、例えば、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アンモニア又は有機塩基等が挙げられる。なかでも、入手及び後述するように回収物から白金等を回収する際に後処理が容易であること等から、アンモニア又は有機塩基が好ましく、アンモニアが特に好ましい。有機塩基としては、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン等が挙げられる。
【００２９】
これらの塩基は溶液として用いるのが好ましい。用いる溶媒としては、用いる塩基が溶解するものであれば特に制約はなく、例えば、水、水−アルコール混合溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は、１種単独でも２種以上を混合して用いてもよい。
塩基溶液の濃度は、用いる塩基の種類、対する酸性吐出物の種類や濃度、装置の規模等によって適宜設定すればよい。
【００３０】
塩基溶液の使用量は、酸性吐出物を中和するのに必要な量であればよい。吐出量等から、発生する不要分の酸性吐出物の量や時期を予測できるので、それに応じて必要な量を算出して用いればよい。
【００３１】
本発明の吐出装置の一例を図１に示す。図１に示す吐出装置１００ａは、後述するように図２に示すチャンバ２００内に収容されており、前記回収手段（ｉ）〜（ｉｉｉ）を備えている。
【００３２】
図１において、吐出装置１００ａは、酸性吐出物１１８を収容するタンク１１４と、タンク１１４と吐出物搬送管１１６を介して接続された吐出ヘッド１０６、吐出対象物を搭載、搬送するテーブル１１２、吸引キャップ１２２を含む回収手段Ｉ（点線Ｉで囲んだ部分）、フラッシング領域１３２を含む回収手段ＩＩ（点線ＩＩで囲んだ部分）から構成される。
【００３３】
タンク１１４は酸性吐出物１１８を収容するものであり、タンク１１４内に収容されている吐出物の液面１１８ａの高さを制御するための液面制御センサ１２０を備える。液面制御センサ１２０は、吐出ヘッド１０６が備えるノズル形成面１１０の先端部１１０ａと、タンク１１４内の液面１１８ａとの高さの差ｈ（以下、水頭値という）を所定の範囲内に保つ制御を行う。例えば、この水頭値が２５ｍ±０．５ｍｍ内となるように液面１１８ａの高さを制御することで、タンク１１４内の酸性吐出物１１８が所定の範囲内の圧力で吐出ヘッド１０６に送ることができる。所定の範囲内の圧力で酸性吐出物１１８を送ることで、吐出ヘッド１０６から必要量の酸性吐出物１１８を安定して吐出することができる。
【００３４】
吐出物搬送管１１６は、吐出物搬送管１１６の流路内の帯電を防止するための吐出物流路部アース継手１１６ａとヘッド部気泡排気弁１１６ｂとを備える。ヘッド部気泡排気弁１１６ｂは、後述する吸引キャップ１２２により、吐出ヘッド１０６内の吐出物を吸引する場合に用いられる。
【００３５】
吐出ヘッド１０６は、ヘッド体１０８及び吐出物を吐出する多数のノズルが形成されているノズル形成面１１０を備え、ノズル形成面１１０のノズルから吐出物が吐出される。
テーブル１１２は、所定の方向に移動可能に設置されている。テーブル１１２が吐出対象物を載置して、図中矢印Ｙで示す方向に移動することにより、吐出対象物は吐出装置１００ａ内に取り込まれる。
【００３６】
図１において、回収手段Ｉは可動式になっており、吐出ヘッドの真下に移動して、吐出ヘッドに残存した酸性吐出物を吸引・回収する。なお、吐出ヘッド１０６側を移動可能とすることにより、又は両者を移動可能とすることにより、吸引キャップ１２２を吐出ヘッド１０６の真下に配置できるようにしてもよい。
【００３７】
吸引キャップ１２２の下方には流路が設けられており、この流路には、吸引バルブ１２４ａが配置されている。吸引バルブ１２４ａは、吸引バルブ１２４ａの下方の吸引側と、上方の吐出ヘッド１０６側との圧力バランス（大気圧）を取るための時間を短縮する目的で流路を閉状態にする役割を果す。この流路には、吸引異常を検出する吸引圧検出センサ１２６ａやチューブポンプ等からなる吸引ポンプ１２８ａ、回収タンク１３０ａが配置されている。
【００３８】
吸引キャップ１２２は、矢印Ｘ方向に移動し、ノズル形成面１１０に形成された複数のノズルを囲むようにノズル形成面１１０に密着し、ノズル形成面１１０との間に密閉空間を形成してノズルを外気から遮断できる構成となっている。吸引キャップ１２２により吐出ヘッド１０６内の吐出物を吸引するときは、ヘッド部気泡排除弁１１６ｂを閉状態にして、タンク１１４側から吐出物が流入しない状態とし、吸引キャップ１２２で吸引することにより、吸引される吐出物の流速を上昇させ、吐出ヘッド１０６内の不要の酸性吐出物を速やかに排出することができる。なお、吸引キャップ１２２は、吐出前に吐出ヘッド１０６内を吸引することにより気泡を排出したり、吐出ヘッドの保管に用いることもできる。
【００３９】
また、吸引キャップ１２２から吸引バルブ１２４ａに向かう流路の途中には、塩基溶液タンク１２３ａから塩基溶液を添加するための塩基溶液搬送管１２５ａが接続されている。塩基溶液搬送管１２５ａには、塩基溶液の添加量を調節するための塩基溶液流量調節弁１２７ａが取り付けられている。
【００４０】
吐出ヘッド１０６から吸引された不要の酸性吐出物には、速やかに塩基溶液タンク１２３ａから塩基溶液が添加される。不要の酸性吐出物は流路内で塩基溶液によって中和され、装置等を傷めることなく安全に搬送され回収タンク１３０ａに一時的に収容される。
【００４１】
図１において、回収手段ＩＩ（点線ＩＩで囲った部分）は、前記回収手段Ｉと同様に可動式になっており、吐出ヘッドからフラッシング吐出される吐出物を受け止めて回収するために、吐出ヘッドの真下に移動することができるようになっている。なお、吐出ヘッド１０６側を移動可能とすることにより、又は両者を移動可能とすることにより、回収手段ＩＩを吐出ヘッド１０６の真下に配置できるようにしてもよい。
【００４２】
回収手段ＩＩには、吐出ヘッド１０６からフラッシング吐出される吐出物を受けるフラッシング領域１３２が設けられている。フラッシング領域１３２は、浅いトレイ状（皿状）になっており、その中央部には吐出物の飛び散りを防ぎつつ吐出物を受け止めるスポンジ体（吐出物吸収体）１３４が設置されている。さらにスポンジ体１３４の周辺には、飛散を防止する目的で飛散防止板を設けてもよい。
【００４３】
フラッシング領域１３２を構成する材質としては、酸性吐出物により容易に腐蝕しないものが好ましく、例えば、合成樹脂、特にフッ素系の合成樹脂が挙げられる。
スポンジ体１３４を構成する材質としては、同様に合成樹脂が好ましく、ウレタンがより好ましい。
【００４４】
スポンジ体１３４の底面中央部には、吐出物を回収タンクに導く流路が接続されている。この流路の下方には、前記吸引キャップ１２２の下方に設けられたのと同様に、塩基溶液タンク１２３ｂに連結している塩基溶液搬送管、吸引バルブ１２４ｂ、吸引圧検出センサ１２６ｂ、及び吸引ポンプ１２８ｂ、回収タンク１３０ｂが配置されている。
【００４５】
スポンジ体１３４に吐出された酸性吐出物１１８は、自然落下して、又は吸引ポンプ１２８ｂにより吸引され流路に導かれ、速やかに塩基溶液タンク１２３ｂから搬送された塩基溶液が添加される。酸性吐出物１１８は流路内で塩基溶液によって中和され、装置等を傷めることなく安全に搬送され回収タンク１３０ｂに一時的に収容される。
【００４６】
本発明の吐出装置は、さらに図２に示す回収手段ＩＩＩを備える。
図２に示すように、吐出装置１００ａはチャンバルーム２００に収容されている。チャンバルームには、チャンバルーム内の空気を排気するための排気ファン１３８、フィルタ１４０、フィルタ１４０を通った空気を装置外に排出する排気口１３６、回収タンク１３０ｃが配置されている。排気ファン１３８の近傍には、塩基溶液を噴霧することのできる塩基溶液添加手段を備えた塩基溶液タンク１２３ｃが設置されている。
【００４７】
吐出対象物に吐出物を吐出・塗布した際、又はフラッシング吐出した際には、吐出ヘッドから吐出された吐出物の一部が非常に微細なミストとなって装置周辺を漂っている。ここで排気ファン１３８を作動させると、該ミストは空気とともに排気口に向かい、途中、塩基溶液タンク１２３ｃから噴霧される塩基により中和される。さらにフィルタ１４０に到達すると、ミストはフィルタ上で凝結し、液滴となって落下し、回収タンク１３０ｃに回収される。フィルタ１４０を通過した、酸性吐出物を含まない空気は排気口１３６から装置外に排気される。
【００４８】
前記ミストをフィルタ上で速やかに凝結させるためには、フィルタ１４０を低温に保っておくのが好ましい。
また、本実施態様においては、フィルタを用いて中和されたミストを回収しているが、回収方法は特に制約はなく、例えば、中和されたミストを含む回収空気を水中に通すようにし、不要分を水に溶解させて回収し、水に溶解しない清浄な空気のみを装置外に排気する等、公知の回収方法を用いることができる。
【００４９】
吐出対象物に吐出中に、前記ファンによる排気を行うと、生じる気流によって吐出物の吐出対象物への着弾精度が低下する場合がある。これを防ぐために、排気は吐出操作終了後に行うのが好ましい。また、吐出対象物の搬送時（吐出対象物を搬送路からチャンバルーム２００内に搬入する際、又は吐出対象物をチャンバルーム２００内から搬送路へ搬出する際）には、チャンバルーム内を負圧にして、ミストが搬送路に流出しないようにするのが好ましい。
【００５０】
なお、チャンバルーム２００には、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガスを導入してもよい。このようにすることで、これに収容した吐出装置１００ａが、全体として不活性ガスの雰囲気に曝され、吐出操作等を不純物等の混入のないさらにクリーンな雰囲気中で行うことができる。
【００５１】
回収タンク１３０ａ、ｂ、ｃに回収された回収物を加熱・焼成することにより、回収物中に含まれる高価な白金族元素または白金族元素の化合物を効率よく回収することができる。例えば、酸性吐出物として塩化白金酸を用い、塩基溶液としてアンモニア水を用いて中和して得られる回収物を加熱することで、海綿状の白金微粒子を回収することができる。回収した白金は単離・精製して再び吐出物の原料等として再利用することができるため、経済的である。また、得られる海綿状白金の水溶液を、公知の方法により、石綿やゼオライト等に染み込ませ強熱すると、酸化触媒として有効な白金石綿を製造することもできる。
【００５２】
本発明の吐出装置によれば、酸性吐出物を吐出する作業を行っても、不要分の吐出物が装置内部を傷めたり、装置外に排気されて環境を害することがない。また、吐出溶液中の白金等の貴金属を回収し再利用することが容易であるため、製造コストを削減することができる。
【００５３】
２）不要分の酸性吐出物の回収方法
本発明の第２は、吐出物を吐出ヘッドにより吐出する吐出手段と、該吐出物の不要分を回収する回収手段とを備える吐出装置を用いて、酸性吐出物を前記吐出手段により吐出した後、不要分の酸性吐出物を回収する方法であって、該不要分の酸性吐出物を前記回収手段により回収するに際し、前記不要分の酸性吐出物に塩基の所定量を添加することを特徴とする不要分の吐出物回収方法である。
本発明の回収方法は、上述した本発明の吐出装置を用いることにより実施することができる。
【００５４】
本発明の回収方法によれば、酸性吐出物を吐出する作業を行っても、不要分の吐出物が装置内部を傷めたり、装置外に排気されて環境を害することがない。また、吐出溶液中の白金等の貴金属を回収し再利用することが容易であるため、製造コストを削減することができる。
【００５５】
また、本発明の吐出装置及び回収方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を製造する場合にも応用することができる。例えば、ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ、ポリエチレンジオキシチオフェン）を分散させたインクを、本発明の吐出装置を使用して塗布することにより、有機ＥＬ素子のホール注入層を形成することができる。この場合、強酸のＰＥＤＯＴインクを吐出する作業を行っても、不要分の吐出物が装置内部を傷めたり、装置外に排気されて環境を害することがない。
【００５６】
３）燃料電池
本発明の燃料電池は、電解質膜及び電解質膜を挟んで対峙して形成された第１の反応層と第２の反応層とを有する燃料電池であって、前記反応層の少なくとも一つが、本発明の吐出装置を用いて形成されたものであることを特徴とする。
【００５７】
本発明の燃料電池の種類は特に制約されない。例えば、電解質膜が高分子電解質材料からなる燃料電池や、セラミックス系固体電解質である燃料電池等が挙げられる。
【００５８】
本発明の燃料電池の例を図３に示す。図３に示す燃料電池は、第１の基板５２と、第１の基板５２に形成された第１のガス流路５３と、第１のガス流路５３内に収容された第１の支持部材５４と、第１の基板５２及び第１の支持部材５４上に形成された第１の集電層５６と、第１の集電層５６上に形成された第１のガス拡散層５８と、第１のガス拡散層５８上に形成された第１の反応層６０と、電解質膜６２と、第２の反応層６０’と、第２のガス拡散層５８’と、第２の集電層５６’と、第２のガス流路５３’と、第２のガス流路５３’内に収容された第２の支持部材５４’と、第２の基板５２’とから構成されている。
【００５９】
図４は、本発明の燃料電池を製造するための製造ラインの構成の一例を示す図である。図４に示すように、燃料電池製造ラインは、各工程においてそれぞれ用いられる吐出装置２０ａ〜２０ｍ、吐出装置２０ａ〜２０ｋを接続するベルトコンベアＢＣ１、吐出装置２０ｌ、２０ｍを接続するベルトコンベアＢＣ２、ベルトコンベアＢＣ１、ＢＣ２を駆動させる駆動装置７０、燃料電池の組み立てを行う組立装置７２及び燃料電池製造ライン全体の制御を行う制御装置７１により構成されている。
【００６０】
吐出装置２０ａ〜２０ｋは、ベルトコンベアＢＣ１に沿って所定の間隔で一列に配置されており、吐出装置２０ｌ、２０ｍはベルトコンベアＢＣ２に沿って所定の間隔で一列に配置されている。また、制御装置７１は、各吐出装置２０ａ〜２０ｋ、駆動装置７０及び組立装置７２に接続されている。制御装置７１からの制御信号に基づいてベルトコンベアＢＣ１を駆動させ、燃料電池の基板（以下、単に「基板」とする。）を各吐出装置２０ａ〜２０ｋに搬送して各吐出装置２０ａ〜２０ｋにおける処理を行う。同様に、制御装置７１からの制御信号に基づいてベルトコンベアＢＣ２を駆動させ、基板を吐出装置２０ｌ、２０ｍに搬送してこの吐出装置２０ｌ、２０ｍにおける処理を行う。また、組立装置７２においては、制御装置７１からの制御信号に基づいてベルトコンベアＢＣ１及びベルトコンベアＢＣ２を介して搬入された基板により燃料電池の組み立てを行う。
【００６１】
この燃料電池製造ラインにおいては、吐出装置２０ａにおいて基板に対してガス流路を形成するためのレジスト溶液を塗布する処理が行われ、吐出装置２０ｂにおいて、ガス流路を形成するためのエッチング処理が行われ、吐出装置２０ｃにおいて、集電層を支持するための支持用カーボンを塗布する処理が行われる。吐出装置２０ｄにおいて、集電層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｅにおいて、ガス拡散層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｆにおいて、反応層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｇにおいて、電解質膜を形成する処理が行われる。更に、吐出装置２０ｈにおいて、反応層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｉにおいて、ガス拡散層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｊにおいて、集電層を形成する処理が行われ、吐出装置２０ｋにおいて、支持用カーボンを塗布する処理が行われる。また、吐出装置２０ｌにおいて、基板に対してガス流路を形成するためのレジスト溶液を塗布する処理が行われ、吐出装置２０ｍにおいて、ガス流路を形成するためのエッチング処理が行われる。なお、吐出装置２０ａ〜２０ｋにおいて第１の基板に対して処理を施す場合には、吐出装置２０ｌ、２０ｍにおいては、第２の基板に対してガス流路を形成する処理が施される。
【００６２】
本発明の燃料電池は、例えば、吐出装置２０ａ〜２０ｍを用いて次のようにして製造することができる。
まず、基板に反応ガスを供給するためのガス流路を形成する。即ち、まず、図５（ａ）に示すように矩形平板形状であって、例えば、シリコン素材の基板（第１の基板）５２をベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ａまで搬送する。ベルトコンベアＢＣ１により搬送された基板５２は、吐出装置２０ａのテーブル上に載置され、吐出装置２０ａ内に取り込まれる。吐出装置２０ａにおいては、レジスト溶液がテーブル上に載置されている基板５２の上面の所定の位置に塗布される。ここで、レジスト溶液は、図５（ｂ）に示すように、図中、手前方向から奥に向かって所定の間隔をおいて直線状に塗布される。即ち、基板５２において、例えば、水素を含有する第１の反応ガスを供給するためのガス流路（第１のガス流路）を形成する部分を残して、それ以外の部分に対してのみレジスト溶液が塗布される。
【００６３】
次に、所定の位置にレジスト溶液が塗布された基板５２（図５（ｂ）参照）は、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｂまで搬送され、吐出装置２０ｂのテーブル上に載置されて吐出装置２０ｂ内に取り込まれる。吐出装置２０ｂにおいては、ガス流路を形成するために行われるエッチング用の溶剤、例えば、フッ酸水溶液が、テーブル上に載置されている基板５２の上面の全体に塗布される。
【００６４】
ここで、基板５２には、ガス流路を形成する部分以外の部分にレジスト溶液が塗布されているため、レジスト溶液が塗布されていない部分がフッ酸水溶液によりエッチングされ、図６（ａ）に示すように、ガス流路が形成される。即ち、基板５２の一方の側面から他方の側面に延びる断面コ字形状のガス流路が形成される。また、図６（ａ）に示すようにガス流路が形成された基板５２は、図示しない洗浄装置においてレジストの洗浄が行われる。そして、図６（ｂ）に示すように、ガス流路が形成された基板５２は、テーブルからベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｃへ搬送される。
【００６５】
次に、基板５２に形成されたガス流路が集電層により塞がれるのを防止すべく、集電層を支持する支持用カーボン（第１の支持部材）をガス流路内に塗布する。即ち、まず、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｃまで搬送された基板５２を、テーブル上に載置して吐出装置２０ｃ内に取り込む。吐出装置２０ｃにおいては、支持用カーボン５４を基板５２に形成されているガス流路内に塗布する。ここで、支持用カーボン５４として、所定の大きさ、例えば、直径１〜５ミクロン程度の粒子径の多孔質カーボンが用いられる。即ち、集電層によりガス流路が塞がれることを防止すると共に、反応ガスがガス流路内を確実に流れることができるように、支持用カーボン５４として所定の大きさの多孔質カーボンが用いられる。
【００６６】
図７は、支持用カーボン５４が塗布された基板５２の端面図である。図７に示すように、支持用カーボン５４がガス流路内に塗布されることにより、基板５２上に形成される集電層のガス流路内への落下が防止される。なお、支持用カーボン５４が塗布された基板５２は、テーブルからベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｄへ搬送される。
【００６７】
次に、基板５２上に、反応ガスが反応することにより発生した電子を集めるための集電層（第１の集電層）を形成する。即ち、まず、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｄまで搬送された基板５２を、テーブル上に載置して吐出装置２０ｄ内に取り込む。吐出装置２０ｄにおいては、集電層５６を形成する材料、例えば、銅等の導電性物質がテーブル上に載置されている基板５２上に吐出される。このとき、導電性物質は、ガス流路に供給された反応ガスの拡散を妨げることがない形状に、例えば、網目形状等になるように吐出され集電層５６が形成される。
【００６８】
図８は、集電層５６が形成された基板５２の端面図である。図８に示すように、集電層５６は、基板５２上に形成されているガス流路内の支持用カーボン５４により支持され、ガス流路内への落下が防止されている。なお、集電層５６が形成された基板５２は、テーブルからベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｅへ搬送される。
【００６９】
次に、集電層５６の上に基板５２に形成されたガス流路を介して供給される反応ガスを拡散させるためのガス拡散層を形成する。即ち、まず、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｅまで搬送された基板５２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｅ内に取り込む。吐出装置２０ｅにおいては、ガス拡散層５８を形成するための材料、例えば、カーボンが集電層５６上に吐出され、ガス流路を介して供給された反応ガス（第１の反応ガス）を拡散させるためのガス拡散層５８が形成される。
【００７０】
図９は、ガス拡散層５８が形成された基板５２の端面図である。図９に示すように、例えば、電極としての機能も有するカーボンを集電層５６上に吐出し、反応ガスを拡散させるためのガス拡散層５８が形成される。ここで、ガス拡散層５８を構成するカーボンとしては、ガス流路を介して供給された反応ガスを十分に拡散させることができる程度の大きさであって、かつ、多孔質のカーボンが用いられる。例えば、支持用カーボン５４よりも小さく、直径０．１〜１ミクロン程度の粒子径の多孔質カーボンが用いられる。なお、ガス拡散層５８が形成された基板５２は、テーブルからベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｆへ搬送される。
【００７１】
次に、ガス拡散層５８の上に基板５２に形成されたガス流路を介して供給される反応ガスに基づいて反応する反応層（第１の反応層）を形成する。即ち、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｆまで搬送された基板５２を、テーブル上に載置して吐出装置２０ｆ内に取り込む。
【００７２】
本発明においては、吐出装置２０ｆ又は後述する吐出装置２０ｈのうち、少なくとも一方に、本発明の吐出装置を用いる。
吐出装置２０ｆとしては、例えば図１で示したのと同様の吐出装置を用いる。
吐出装置２０ｆにおいては、タンク１１４（便宜上、図１の吐出装置１００ａの番号を用いる。）内に、反応層形成用材料が収容されている。本発明においては、反応層形成用材料には、腐蝕性を有する酸性物質が含まれる。腐蝕性を有する酸性物質としては、白金属元素の化合物が好ましく、塩化白金酸がより好ましい。塩化白金酸を含有する反応層形成用材料を用いて反応層を形成すると、出力の高い燃料電池を製造することができる。
テーブル１１２に載置された、ガス拡散層５８が形成された基板５２上に、吐出ヘッド１０６から前記反応層形成用材料が吐出・塗布され、反応層６０が形成される。
【００７３】
図１０は、反応層６０が形成された基板５２の端面図である。反応層６０が形成された基板５２は、テーブル１１２からベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルコトンベアＢＣ１により吐出装置２０ｇへ搬送される。
【００７４】
連続吐出が終了し、吐出操作がしばらく停止される場合等には、前記本発明の吐出装置の項で説明したように、吐出ヘッドに残留した吐出物を吸引・回収する操作が行われる。すなわち、最後に反応層６０が形成された基板５２がテーブル１１２により吐出装置２０ｆから搬出された後、吐出装置２０ｆ内に設置されている吸引キャップ１２２を含む回収手段Ｉを吐出ヘッド１０６の真下に移動させ、吐出ヘッドに残留した不要分の吐出物を吸引・回収する。吸引・回収は、前記吐出装置の項で示したのと同様に行われる。
【００７５】
吸引された不要分の吐出物には、塩化白金酸の腐蝕性を抑えるために速やかに塩基溶液タンク１２３ａから塩基溶液が添加される。中性に近いほど腐蝕性を抑えられるため、ｐＨを４以上とするのが好ましく、５以上とするのがより好ましく、ｐＨ≒６．８とするのが特に好ましい。塩基溶液としては、入手及び後処理が容易なアンモニア水が好ましい。アンモニア水を過剰に添加するとｐＨは７を超えてアルカリ性となるが、装置に使用する部材等には影響がない。
不要分の吐出物は流路内でアンモニア水等の塩基溶液によって中和され、装置等を傷めることなく回収タンク１３０ａに一時的に収容される。
【００７６】
また、吐出装置２０ｆによる反応層形成の前後には、ノズルの状態を整えるため等に、フラッシング吐出を行う場合がある。フラッシング吐出は、吐出装置２０ｆ内に設置されているフラッシング領域を含む回収手段ＩＩを、吐出ヘッド１０６の真下に設置して行う。フラッシング領域に吐出されたフラッシング吐出物は、前記本発明の吐出装置の項で説明したのと同様に、吸引ポンプ１２８ｂにより吸引され、速やかに塩基溶液タンク１２３ａから塩基溶液が添加されて中和され、装置等を傷めることなく回収タンク１３０ｂに一時的に収容される。塩基溶液としては、回収手段Ｉと同様に、入手及び後処理が容易で装置に影響のないアンモニア水が好ましい。
【００７７】
吐出装置２０ｆは、前記本発明の吐出装置の項で説明したのと同様に、チャンバルーム２００に収容されている。
吐出対象物に吐出物を吐出・塗布した際、又はフラッシング吐出した際に発生した、酸性物質を含む反応層形成材料のミストを、このチャンバルームに配置した回収装置で回収する。該ミストは、前記本発明の吐出装置の項で説明したのと同様に、塩基溶液タンク１２３ｃから噴霧される塩基により中和され、回収タンク１３０ｃに回収される。塩基溶液としては、前記回収手段ＩおよびＩＩと同様に入手及び後処理が容易で、装置に影響のないアンモニア水が好ましい。
【００７８】
本発明においては、有機塩基を用いて酸性吐出物を中和する。この塩基を噴霧した際、燃料電池の反応層に混入しても有機塩基は焼成工程で取り除かれて白金だけが残る。そのため製品の性能に影響を与えることなく装置の保全がはかれる。
反応層形成用材料に白金等の高価な金属を含有する場合、前記回収タンク１３０ａ，ｂ，ｃに回収された回収物を加熱・焼成することにより、該高価な金属を回収し再利用することができる。
【００７９】
次に、反応層６０が形成された基板５２に、イオン交換膜等の電解質膜を形成する。即ち、まず、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｇまで搬送された基板５２を、テーブル上に載置して吐出装置２０ｇ内に取り込む。吐出装置２０ｇにおいては、電解質膜を形成する材料、例えば、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）、タングスト燐酸、モリブド燐酸等のセラミックス系固体電解質を所定の粘度に調整した材料を、反応層６０上に吐出して電解質膜６２を形成する。
【００８０】
図１１は、電解質膜６２が形成された基板５２の端面図である。図１０に示すように、反応層６０上に所定の厚さを有する電解質膜６２が形成される。なお、電解質膜６２が形成された基板５２は、テーブルからベルトコンベアＢＣ１へと移され、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｈへ搬送される。
【００８１】
次に、電解質膜６２上に反応層（第２の反応層）を形成する。即ち、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｈまで搬送された基板５２を、テーブル上に載置して吐出装置２０ｈ内に取り込む。吐出装置２０ｈにおいては、吐出装置２０ｆにおいて行われた処理と同様の処理により反応層形成用材料を吐出し、反応層６０’を形成する。
吐出装置２０ｈは、吐出装置２０ｆと同様に、本発明の吐出装置であるのが好ましい。本発明の吐出装置を用いると、不要分の腐蝕性の酸性吐出物を中和することにより安全に回収し、中に含まれる高価な白金等の金属を再利用することができる。
【００８２】
図１２は、電解質膜６２上に反応層６０’が形成された基板５２の端面図である。図１２に示すように、電解質膜６２上に反応層形成用材料が塗布されることによって、反応層６０’が形成される。ここで、反応層６０’は、第２の反応ガス、例えば、酸素を含有する反応ガスに基づいて反応する層である。
【００８３】
次に、反応層６０’上に反応ガス（第２の反応ガス）を拡散させるためのガス拡散層を形成する。即ち、反応層６０’が形成された基板５２は、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｉまで搬送され、吐出装置２０ｉにおいて、吐出装置２０ｅにおいて行われた処理と同様の処理により所定の粒径の多孔質のカーボンが塗布され、ガス拡散層５８’が形成される。
【００８４】
図１３は、反応層６０’上にガス拡散層５８’が形成された基板５２の端面図である。図１３に示すように、反応層６０’上に多孔質のカーボンが塗布されることによって、ガス拡散層５８’が形成される。
【００８５】
次に、ガス拡散層５８’上に集電層（第２の集電層）を形成し、集電層上にこの集電層を支持するための支持用カーボン（第２の支持部材）を塗布する。即ち、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｊまで搬送された基板５２を、テーブル上に載置して吐出装置２０ｊ内に取り込み、吐出装置２０ｄにおいて行われた処理と同様の処理により、集電層５６’がガス拡散層５８’上に形成される。また、ベルトコンベアＢＣ１により吐出装置２０ｋまで搬送された基板５２を、テーブル２８上に載置して吐出装置２０ｋ内に取り込み、吐出装置２０ｃにおいて行われた処理と同様の処理により、支持用カーボン５４’が塗布される。なお、支持用カーボン５４’が塗布された基板５２は、テーブル２８からベルトコンベアＢＣ１へと移され、組立装置７２へ搬送される。
【００８６】
図１４は、ガス拡散層５８’上に集電層５６’及び支持用カーボン５４’が塗布された基板５２の端面図である。図１４に示すように、上述の処理により集電層５６’が形成され、上述の処理により支持用カーボン５４’が塗布される。ここで、支持用カーボン５４’は、支持用カーボン５４と同様に、即ち、基板５２に形成されているガス流路に沿って塗布される。
【００８７】
次に、支持用カーボンが塗布された基板（第１の基板）上にガス流路が形成された基板（第２の基板）を配置することによって燃料電池を組み立てる。即ち、組立装置７２において、ベルトコンベアＢＣ１を介して搬入された基板５２（第１の基板）上にベルトコンベアＢＣ２を介して搬入された基板５２’（第２の基板）を配置することにより、燃料電池の組立を行う。ここで、基板５２’には、上述の処理とは別に、第２のガス流路が形成されている。即ち、吐出装置２０ｌ及び吐出装置２０ｍにおいて、吐出装置２０ａ及び吐出装置２０ｂにより行われる処理と同様の処理により、第２のガス流路が形成されている。従って、基板５２に形成されている一方の側面から他方の側面へと延びる断面コ字形状のガス流路と、基板５２’に形成されている断面コ字形状のガス流路とが平行になるように基板５２’を配置して燃料電池の組立を行う。
【００８８】
最後に、第２のガス流路が形成された基板５２’を基板５２の所定の位置に配置することによって第１の基板に形成された第１のガス流路を介して第１の反応ガスを供給し、第２の基板に形成された第２のガス流路を介して第２の反応ガスを供給する燃料電池の製造が完了する。
以上のようにして、図３に示す構造の燃料電池を製造することができる。
【００８９】
この実施形態によれば、反応層を本発明の吐出装置を用いて形成して燃料電池を製造している。従って、反応層形成用材料として塩化白金酸等のような酸性物質が含まれている場合であっても、必要な分量を所定の位置に正確に吐出することができ、吐出物の不要分が装置を傷めて装置の寿命を縮めたり、作業者の健康を害したりすることがない。また、不要分の吐出物から白金等の高価な金属を容易に回収して再利用することもできるため、低コストで燃料電池の製造を行うことができる。
また、インクジェット式の吐出装置は、反応層形成材料をガス拡散層上に均一に塗布することができるので、高い性能を有する燃料電池を得ることができる。
【００９０】
上述の実施形態に係る燃料電池の製造方法においては、全ての工程においてインクジェット式の吐出装置を用いているが、反応層を本発明の吐出装置を用いて形成すれば、他の工程においては、特に吐出装置を用いなくても構わない。
また、上述の実施形態に係る燃料電池の製造方法においては、第１の反応ガスが供給される第１の基板側から製造を行っているが、第２の反応ガスが供給される第２の基板側から製造を行うようにしてもよい。
【００９１】
上述の実施形態に係る燃料電池の製造方法においては、第２のガス流路を第１の基板に形成されている第１のガス流路と同様に第２の基板に形成しているが、第１のガス流路と交差するような方向に形成するようにしてもよい。
【００９２】
上述の実施の形態に係る燃料電池の製造方法においては、ガス流路が形成された第１の基板上に集電層、反応層、電解質膜、反応層及び集電層を形成しているが、第１の基板と第２の基板のそれぞれに集電層、反応層及び電解質膜を形成するようにしてもよい。即ち、まず、第１の基板上に第１の反応ガスを供給するための第１のガス流路を形成し、次に、第１のガス流路が形成された第１の基板上に第１の集電層を形成した後、第１の集電層上に第１の反応層を形成し、第１の反応層の上に電解質膜を形成してもよい。
【００９３】
また、第２の基板についても、第２のガス流路を形成して第２の集電層を形成し、第２の集電層上に第２の反応層を形成して、第２の反応層上に電解質膜を形成する。そして、第１のガス流路、第１の集電層、第１の反応層及び電解質膜が形成された第１の基板と、第２のガス流路、第２の集電層、第２の反応層及び電解質膜が形成された第２の基板とを、形成されている電解質膜を挟むようにして接合させ、燃料電池を製造するようにしてもよい。
【００９４】
本発明の製造方法においては、第１の基板に処理を施す第１製造ラインと第２の基板に処理を施す第２製造ラインとを設け、それぞれの製造ラインにおける処理を平行して行うようにしてもよい。この場合には、第１の基板への処理と第２の基板への処理を平行して行うことができるため、迅速に燃料電池を製造することができる。
【００９５】
また、本発明の製造方法によれば、複数の燃料電池を積層することによって大型の燃料電池を製造することもできる。すなわち、図１５に示すように、製造した燃料電池の基板５２’の裏面に更にガス流路を形成し、ガス流路が形成された基板５２’の裏面上に、上述の燃料電池の製造方法における製造工程と同様にしてガス拡散層、反応層、電解質などを形成して燃料電池を積層することによって大型の燃料電池を製造することができる。このようにして得られる大型の燃料電池は、後述するように自動車の電力供給源として有用である。
【００９６】
４）電子機器及び自動車
本発明の電子機器及び自動車は、本発明の燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする。
本発明の電子機器としては、電子ペーパー、携帯電話機、ＰＨＳ、モバイル、ノート型パソコン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯テレビ電話機、デジタルカメラ、時計等が挙げられる。本発明の電子機器は、例えば、ゲーム機能、データ通信機能、録音再生機能、辞書機能等の他の機能を有していてもよい。
本発明の電子機器及び自動車によれば、地球環境に適切に配慮したクリーンエネルギーを電力供給源として備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施の形態に係る吐出装置の模式図である。
【図２】実施の形態に係る吐出装置の模式図である。
【図３】実施の形態に係る燃料電池の端面図である。
【図４】燃料電池の製造ラインの一例を示す図である。
【図５】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図６】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図７】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図８】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図９】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１０】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１１】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１２】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１３】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１４】燃料電池の製造過程の基板の端面図である。
【図１５】実施の形態に係る燃料電池を積層した大型燃料電池の図である。
【符号の説明】
【００９８】
１００ａ…吐出装置、１１８…酸性吐出物、１０６…吐出ヘッド、１１２…テーブル、１２２…吸引キャップ、１２３ａ，ｂ，ｃ…塩基溶液タンク、１３０ａ，ｂ，ｃ…回収タンク、１３２…フラッシング領域、１３４…スポンジ体、１３６…排気口、１３８…排気ファン、１４０…フィルタ、２００…チャンバルーム、５２，５２’…基板、５４，５４’…支持用カーボン、５６，５６’…集電層、５８，５８’…ガス拡散層、６０，６０’…反応層、６２…電解質膜、ＢＣ１、ＢＣ２…ベルトコンベア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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